闭环控制系统的工作过程 知识点题库

如图所示为某款WiFi控制的智能炖锅,该炖锅能按照烹饪程序在各个时间段以不同的温度工作。炖锅上配有温度传感器,手机通过WiFi获取炖锅的温度,根据所获取的温度与设定值比较,再自动发送打开或关闭加热器的指令,从而实现炖锅加热时长和恒温控制,用户还可以下载各种菜肴的烹饪程序,通过手机实时监控炖锅温度。请完成下列各题,在“       ”处填写上相应内容。

  1. (1) 炖菜过程中的一个环节可视为恒温控制过程,这时该控制系统的控制方式属于环控制,检测装置与被控量分别是
  2. (2) 炖锅加热过程中若WiFi网络中断,炖锅持续加热可能会造成灾难,以下改进措施中最合理的是。(在①一旦断开网络,炖锅立即停止加热;②炖锅未接到改变温度信号就一直处于同一恒温控制;③一旦WiFi信号中断,炖锅按照手机上传的烹饪程序自动完成各环节恒温控制 中选择一项,将序号填入)。
空气能热水器是第四代环保型热水器,主要有吸收热能子系统和加热热能子系统两个主要部分。空气能热水器中使用的制冷剂简称冷媒,冷媒吸收环境空气中的热量后汽化,压缩机将冷媒压缩后,变成高温高压气体,通过冷凝器冷凝成液体时,要释放出大量的热量,传递给水箱中的水,使水温不断上升,冷凝后的冷媒通过膨胀阀节流成气体返回到蒸发器,再从空气中吸收热量,如此循环往复。
  1. (1) 空气能热水器由“”和“”两个子系统组成。
  2. (2) 根据其描述,在控制系统方框图中横线处填写相应的内容。

    设定温度→压缩机→→水箱中的水→→温度传感器

关于水箱水位自动控制系统,以下说法正确的是(   )

A . 实际水位为被控量 B . 给定水位为被控量 C . 阀门开度为被控量 D . 浮子为被控量
关于控制系统,下列说法正确的是(   )
A . 简单的控制系统由两部分组成,即被控对象和控制装置 B . 开环控制系统结构和原理比较简单,信息传输仅有一条路径,其最大优点是控制精度高 C . 闭环控制系统的结构较为复杂,信息流经两条路径,其有较强的抗干扰性能,但控制精度较低 D . 在水箱水位控制系统中,人工控制优于自动控制
如图所示为工业锅炉压力控制示意图。通过利用重锤挂在横杠上进行压力控制,中间是锅炉的排气孔。下列选项中正确的是(   )

A . 该控制无法实现蒸汽压力的自动控制 B . 因为重锤质量一定,该控制只能实现一种压力控制 C . 重锤右移蒸汽压力设定值变小 D . 该蒸汽压力自动控制系统属于开环控制系统
如图所示是磁悬浮列车浮力控制原理示意图:装在车辆转向架上的导电磁铁(悬浮电磁铁)与导轨上的铁磁轨道(导磁轨道)相互吸引,磁场浮力使车辆浮起。传感器实时测量车辆浮起的实际间隙返回给悬浮控制器,比较后精确地控制电磁铁中的电流,使车体与导轨之间保持10毫米左右的间隙。请根据上述说明,完成下列任务(将序号填写在“        ”处)

  1. (1) 该磁悬浮列车浮力控制系统的控制手段属于控制(在①手动;②自动中选择一项);
  2. (2) 该磁悬浮列车浮力控制系统的控制方式属于控制(在①开环;②闭环中选择一项);
  3. (3) 该磁悬浮控制系统的输出量是(在①磁场浮力;②电磁铁中的电流;③车体与导轨实际间隙;④推进动力 中选择一项);
  4. (4) 该磁悬浮控制系统的执行器是(在①悬浮控制器;②导磁轨道;③导电磁铁;④转向架模块 中选择一项);
  5. (5) 传感器实时测量车辆浮起的实际间隙返回给悬浮控制器,比较后精确地控制电磁铁中的电流,这一过程称为(在①黑箱方法;②反馈;③干扰 中选择一项);
  6. (6) 该磁悬浮控制技术运用了材料学、电磁学等多门学科知识,这体现了技术的(在①目的性;②创新性;③两面性;④综合性 中选择一项);
如图所示是张伟设计的即热式温度控制淋浴系统。电加热器接电源后对水即时加热,温控器接收到温度传感器检测的信息后,与设定值进行比较,系统自动地调节电磁阀来控制冷水进水量的大小,从而控制喷头的水温。分析该温度控制系统,完成以下的任务。

  1. (1) 该系统的控制手段和控制方式分别属于(在①手动控制、②自动控制、③开环控制、④闭环控制中选择合适的选项,将序号填写在横线处) ;
  2. (2) 该水温控制系统中,执行器是 (在①电磁阀、②水龙头、③电加热器中选择合适的选项,将序号填写在横线处) ;
  3. (3) 该水温控制系统的输入量是 (在①进水(冷水)量、②设定水温、③电加热器、④加热水温中选择合适的选项,将序号填写在横线处) ;
  4. (4) 在用电高峰期,电加热器的供电电压降低,将引起电磁阀门开启程度发生变化,这体现了系统特性的(在①综合性、②动态性、③相关性、④科学性中选择合适的选项,将序号填写在横线处)。在电压下降时电磁阀门的开启程度将(在①增大、②减少、③不变、④不能确定中选择合适的选项,将序号填写在横线处)。
【加试题】如图所示是花房喷雾降温控制电路,Rt为正温度系数热敏电阻。花房内湿度低且温度高时,才启动水泵喷雾降温。采用下列一种逻辑门(数量不限)进行组合设计后,接入虚线框中,以实现该功能。应选用下列的(   )

A . B . C . D .
在生产、生活的实际中,用户用水的多少是经常变动的,因此供水不足或过剩的情况时有发生。保持供水压力的恒定,可使供水和用水之间保持平衡,从而提高供水质量。微机控制变频恒压供水系统以多台水泵并联供水,系统设定一个恒定的压力值,当用水量变化而产生管网压力的变化时,通过远传压力表,将管网压力反馈给PI控制器,通过PI控制器调整变频器的输出频率,调节水泵的转速以保持恒压供水。该系统的控制量是(  )
A . 设定水压 B . 水流的速度 C . 水泵的转速 D . 水压的变化
空气能热水器由一台室外机和保温水箱组合而成。室外机一般由压缩机、膨胀阀、蒸发器、冷凝器等主要部件组成,如图所示是运行原理示意图:由压缩机系统内的低温冷媒不断吸收空气中的热量转移到循环水中。保温水箱周围的盘管(图中未画出)将循环水热量传递给水箱中的水。水箱上有两个感温探头,分别是水箱下部感温头(冷水进)和水箱上部感温头(热水出),用于检测水温。请根据描述及示意图,回答以下问题:

 

  1. (1) 空气能热水器控制系统的控制方式和控制手段分别是(在A .开环控制;B .闭环控制;C .自动控制;D .手动控制中选择合适的选项,将序号填写在横线处)
  2. (2) 保温水箱热水出水口应开在(在A .a处;B .b处;C .c处中选择合适的选项,将序号填写在横线处)
  3. (3) 压缩机是否停机,主要受控制(在A .水箱上部感温探头;B .水箱下部感温探头中选择合适的选项,将序号填写在横线处)
  4. (4) 空气能热水器工作时,压缩机系统内的冷媒温度最高可达120度,但水温在70度以上时容易结垢,影响内胆寿命和盘管导热效率,因此,设定温度不能过高,这体现了系统的(在A .相关性;B .环境适应性;C .综合性;D .动态性中选择合适的选项,将序号填写在横线处)
  5. (5) 下列因素不会影响热水器系统加热时间的是(在A .自来水温度;B .用水量;C .环境温度;D .过滤器中选择合适的选项,将序号填写在横线处)
如图所示是储气罐气压控制系统原理图,当检测装置检测到储气罐中的气压低于设定值时,控制器控制压缩机运转,使储气罐的气压升高到设定值。该控制系统的方框图是(  )

A . B . C . D .
如图所示是数控机床的位置控制系统示意图。检测装置检测机床工作台的实际位移,并将该位移值传输给数控装置与设定位移量进行比较,数控装置根据比较的偏差值控制伺服装置运动,驱动机床工作台到达指定的位置。

  1. (1) 根据示意图及其描述,将在控制系统方框图中横线处填写相应的内容。

     ② ③ ④ ⑤ 

  2. (2) 实际位移量与设定位移量的比较是由完成的(从①检测装置;②数控装置;③输入装置;④伺服装置中选择一项,将序号填在横线处)。
如图所示为数控机床系统控制图,程序输入数控系统后,MCU处理并输出的脉冲信号来控制步进电动机。它以变换脉冲信号来控制机床工作台坐标位移量和位移速度、方向。请根据示意图和描述完成以下任务:

  1. (1) 数控机床系统控制系统可以减少工人手工调整机床工作台的次数,这体现了技术具有 作用(在 A .解放人; B .保护人; C .发展人中选择合适的一项, 将序号填写在横线处);
  2. (2) 该系统中机床工作台控制系统的控制手段和控制方式属于(在“A .人工控制;B .自动控制;C .开环控制;D .闭环控制”中选择合适的选项);
  3. (3) 该系统中伺服电动机控制子系统的被控对象是
  4. (4) 位置传感器的作用是(从A .机床工作台系统的反馈装置;B .机床工作台系统 的输入部分;C .伺服电动机控制子系统的输入部分 中选择合适的一项,将序号填入横线中)
  5. (5) 下列属于数控机床系统的干扰因素是(从A .外界电压的波动;B .位置传感器的获取信号变化;C .MCU的指令脉冲变化 中选择合适的一项,将序号填入横线中)
  6. (6) 数控系统长期使用后,由于电机的老化及丝杠的磨损,容易出现不稳定的情况,这体现了系统的特征是(多选,在A .环境适应性;B .动态性;C .相关性;D .整体性;E .综合性中选择合适选项,将序号填写在横线处):
  7. (7) 数控机床系统控制系统的应用提高了加工的精度,降低了工人操作的危险程度,同时提高了加工效率,这体现了设计的一般原则中的原则是(多选,在A .实用原则; B .技术规范原则; C .经济原则;D .道德原则;E .美观原则;中选择合适的选项, 将序 号填写在横线处);
如图所示为定量给料机,是对散状物料进行连续称量给料的设备,集输送、称重计量和定量控制为一体。定量给料系统的控制过程为:通过人机界面设定给料量,称重传感器和速度传感器将传送带的载荷及速度信号传送到控制器,控制器根据载荷及速度信号计算出实际给料量,并将实际给料量与设定给料量进行比较,通过变频器和电机控制传送带的速度,使实际给料量接近或等于设定的给料量.工作过程中的有关信息均能显示在人机界面上。请根据图示及其描述,完成问题。

  1. (1) 从系统角度分析定量给料机,以下分析不正确的是(  )
    A . 定量给料系统和机械传动系统是定量给料机的两个子系统 B . 定量给料机需要实现输送物料、称重计量和定量控制等多个目标 C . 进料流量和传送带速度显著影响给料量,是稳定给料量的约束条件 D . 机械传动系统运行一段时间后传送带会打滑,体现了系统的动态性
  2. (2) 分析定量给料控制系统,以下说法不正确的是(  )
    A . 载荷和速度信号是控制系统的输入量 B . 人机界面与控制器之间双向传输信良 C . 定量给料系统的控制方式为闭环控制 D . 变频器通过改变电源频率控制电机转述
如图所示为滑台的运动系统示意图,由电机控制子系统和机械传动子系统组成。在电机控制子系统中,传感器检测电机的转动角度,并反馈到控制装置与设定值比较,控制装置根据偏差值发出运动信号,驱动器将运动信号转变成相应的电流驱动电机转动,在机械传动子系统中,电机带动丝杆转动,丝杆通过螺母驱动滑台移动。系统根据电机的转动角度和丝杆的螺纹间距计算出滑台移动的距离,从而实现对滑台位置的间接控制。

  1. (1) 电机控制子系统的执行器是(  )
    A . 驱动器 B . 控制装置 C . 电机 D . 丝杆
  2. (2) 由于丝杆传动的误差和滑块移动时的摩擦,导致滑台移动的距离存在误差。为了提高滑台位置的控制精度,需要对该系统进行优化,下列措施中合理的是(  )
    A . 将电机换成高精度电机,控制方式改为开环控制 B . 将传感器换成高精度传感器,提高电机转动角度的检测精度 C . 将传感器安装在丝杆上,检测丝杆的转动角度 D . 在滑台上安装传感器,检测滑台的位置
如所示的水位控制置,其工作原理为:当储水箱的水位降低到下限时,环形电磁铁到达干簧管“2”正下方,由于磁化使干簧管“2”接通,制电控制水泵工作,开始向储水箱送水;当储水箱的水位升高到上限时,环形电磁铁到达干簧管“1”正下方,由于磁化使干簧管“1”接通,控制电路控制水泵停止工作。请回答下列问题。

  1. (1) 该控制系统的被控对象是(在A .储水箱;B .水压开关;C .干簧管中选择合适的选项,将序号填入横线处);
  2. (2) 该控制系统的控制量是(在A .水位的高低;B .水泵的开与关;C .弹簧形变大小中选择合适的选项,将序号填入横线处);
  3. (3) 该控制电中“L”的大小决定了(在A .水箱的水位;B .注水时间;C .活塞移动距离中选择合适的选项,将序号填入横线处);
  4. (4) 水压开关中的弹簧用久了之后劲度系数会出现变化,导致控制出现误差。这体现了系统的(在A .目的性;B .整体性;C .动态性;D .相关性;E .环境适应性中选择合适的选项,将序号填入横线处);
  5. (5) 该控制系统工作时,输出量会受到其周围不确定磁场等因素的影响,这种影响属于控制系统的(在A .约束条件;B .干扰因素;C .控制误差中选择合适的项,将序号填入在横线处);
如图所示是一款家用地暖系统的示意图,其工作原理是往地板下铺设的地暖盘管通入循环热水,从而加热地面,达到室内取暖的目的。该系统开启后,温度智慧控制模块会实时采集室内的温度,与设定的采暖温度进行比较,并发出设置好的计算机程序指令,通过阀门和水泵来调节地暖管道内热水的流量,将室内温度保持设定值附近。请根据上述说明,完成以下任务:

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  1. (1) 该控制系统的控制手段和方式属于控制和控制(在①自动;②人工;③开环;④闭环中选择合适的选项,将序号填写在横线处);
  2. (2) 该控制系统的被控对象是,执行器是(在①温度控制模块;②地面;③房间;④管道;⑤阀门与水泵中选择合适的选项,将序号填写在横线处);
  3. (3) 下列不属于该控制系统的干扰因素的是(在①打开窗户;②室外温度骤降;③采暖温度设置错误;④地板老化中选择合适的选项,将序号填写在横线处);
  4. (4) 该控制系统的控制量为(在①室内的实际温度;②管道内热水的温度;③管道内热水的流量中选择合适的选项,将序号填写在横线处)。
如图所示为太阳能热水器水箱水位控制系统的结构示意图。当水箱水位低于最低水位时,由控制器打开电磁阀,水箱进水;当水位上升到最高水位时,控制器关闭电磁阀,停止进水。下列关于该控制系统的分析中说法不正确的是(   )

A . 水位探头属于反馈装置 B . 流过手阀2的水流量变化会影响流过电磁阀的水流量调节 C . 从冷水管流过混水阀的水流量不属于干扰因素 D . 电磁阀损坏无法加水时,可以通过手阀1实现手动加水
如图所示是一款可调恒温暖奶器,可以使里面奶水保持在适合的温度,当温度异常时会发出警报。以下关于恒温暖奶器说法正确的是(   )

A . 温度控制子系统被控对象是奶水温度的高低 B . 设定温度上限及下限是控制系统的输入量 C . 温度控制子系统及报警子系统均存在检测环节,都是闭环控制 D . 温度控制子系统损坏,则报警子系统就会停止工作
如图所示为蓄水池水位自动控制系统。当水位传感器检 测到水位低于低水位时,控制柜就会接通水泵电源,水泵开始抽水;当水位到达高水位时,控制柜切断水泵电源,停止 加水。

请根据示意图和描述,完成以下任务:

  1. (1) 填写完整该电子控制系统的方框图。

  2. (2) 如果出现水位到达高水位时,水泵还继续工作抽水的情况,下列情况不可能的是(    )
    A . 水位传感器损坏 B . 水泵损坏 C . 水位传感器接入控制柜的探头线脱落 D . 控制柜中用于切断水泵的交流接触器损坏,无法切断水泵 电源
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